EN
Өнеркәсіптік автоматтандыру мен ақылды өндірістің тез дамуымен бірге, PLC басқару жүйелері қазіргі заманғы өнеркәсіпте барынша маңызды рөл атқаруда. Siemens компаниясының жаңа буын жоғары өнімділікті басқару құрылғылары ретінде S7-1500 PLC жылдам өңдеу мүмкіндіктері, берік байланыс қабілеті және икемді кеңейту мүмкіндігі арқасында көптеген өнеркәсіптік автоматтандыру жобаларында негізгі басқару платформасына айналды. Дәстүрлі PLC-лерге қарағанда S7-1500 тек күрделі жабдықтарды басқару талаптарын ғана қанағаттандырмайды, сонымен қатар 4-ші өнеркәсіптік революция (Industry 4.0) және цифрландырылған зауыттар бағытына да бейімделеді. Бұл мақала S7-1500-нің өнім сипаттамаларын, CPU таңдауын, модульдерді конфигурациялауды, TIA Portal инженерлік қолданбаларын және типтік өнеркәсіптік қолданыстарын толықтай қарастырады, ол пайдаланушыларға бұл PLC сериясының тәжірибелік қолданыс құндылығы туралы толық түсінік береді.
Siemens S7-1500 PLC сериясына шолу
Siemens S7-1500 — бұл орта және жоғары деңгейлі автоматтандыру басқару саласы үшін шығарылған ПЛК өнімі, негізінен өндіріс сызығының басқаруына, күрделі жабдықтардың басқаруына және ақылды өндіріс жүйелеріне қолданылады. Бұл серия S7-300 сияқты дәстүрлі ПЛК-лармен салыстырғанда өңдеу жылдамдығында, жүйенің тұрақтылығында және желілік байланыс қабілеттерінде маңызды жақсартуларға ие, сонымен қатар диагностикалау мен қателерді жою функциялары да толығырақ болып келеді.
Siemens S7-1500 модульді құрылымдық дизайнға негізделген, ол қолданушыларға жоба талаптарына сәйкес цифрлық модульдерді, аналогтық модульдерді және әртүрлі байланыс модульдерін икемді түрде кеңейтуге мүмкіндік береді, сондықтан әртүрлі масштабтағы автоматтандырылған жүйелердің қолданыс талаптарын қанағаттандырады. Процессорлық құрылыс (CPU) өзінде PROFINET интерфейсін интеграциялаған, бұл өнеркәсіптік желілік байланыс пен құрылғылардың өзара байланысын жеңілдетеді.
Сондай-ақ, S7-1500 қозғалыс басқаруын, қауіпсіздік басқаруын, OPC UA және басқа да өнеркәсіптік интернеттік қызметтерді қолдайды, сондықтан ол автомобиль өндірісінде, орау машиналарында, логистикалық көлікте, су тазартуында, литий-ионды аккумуляторлық жабдықтарда және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.
Өнеркәсіптік цифрландыру деңгейінің жоғарылауымен S7-1500 тек ПЛК басқару жүйесі болып қала бермейді, бірақ ақылды зауыттардағы негізгі деректерді басқару платформасына біртіндеп айналады.
Сәйкес S7-1500 CPU-ны қалай таңдау керек
ПЛК жүйесін жобалау процесінде CPU-ны таңдау барлық жүйенің жұмыс істеу тиімділігі мен кейінгі кеңейту мүмкіндігіне тікелей әсер етеді. Әртүрлі S7-1500 CPU модельдері өңдеу өнімділігінде, жады сыйымдылығында және байланыс қабілеттерінде айырмашылықтарға ие, сондықтан нақты жобалық талаптарға сәйкес тиімді таңдау жасау қажет.
Аз сандағы кіріс/шығыс нүктелері бар кіші құрылғылар үшін, жалпы логикалық басқару мен құрылғылардың бір-бірімен блоктау талаптарын қанағаттандыру үшін әдетте CPU1511 немесе CPU1512 таңдалады. Егер жоба ірі көлемдегі кіріс/шығыс, күрделі деректерді өңдеу немесе бірнеше құрылғының біріктірілген басқаруын қамтиды болса, онда жоғары өнімділікті CPU1513, CPU1515 немесе тіпті CPU1516 моделдерін таңдау тиімдірек болады. Ірі масштабды автоматтандырылған өндіріс сызықтары немесе көп мөлшерде деректерді өңдейтін жүйелер үшін бағдарламаның өңдеу қабілеті мен процессордың байланыс жүктемесін қабылдау қабілетін де ескеру қажет, осылайша жүйенің тұрақты жұмыс істеуі қамтамасыз етіледі.
Негізгі басқару талаптарымен қатар, байланыс қызметі де таңдау кезінде маңызды бағыттаушы фактор болып табылады. Қазіргі заманғы өнеркәсіптік жүйелері әдетте ЖИС (HMI), SCADA, MES, роботтар мен үшінші тараптың құрылғыларымен байланысуын талап етеді, сондықтан CPU-ның PROFINET, PROFIBUS, OPC UA немесе Modbus TCP сияқты байланыс протоколдарын қолдайтынын растау қажет. Егер жүйе қозғалыс басқаруы немесе қауіпсіздік басқаруын қамтиды болса, дәл қозғалыс басқаруы мен өнеркәсіптік қауіпсіздік басқаруы талаптарын қанағаттандыру үшін Technology немесе Fail safe функцияларын қолдайтын CPU модельдерін таңдау керек.
Дұрыс таңдалған CPU тек жоба шығындарын азайтпауы ғана емес, сонымен қатар кейінгі жүйе кеңейтуі үшін жеткілікті орын қалдыруы да мүмкін.
S7-1500 жиі қолданылатын модульдер мен байланыс опциялары
S7-1500 сериясының модульдік құрылымы оның маңызды артықшылықтарының бірі болып табылады. Пайдаланушылар өндірістегі жабдықтардың түрі мен басқару талаптарына қарай әртүрлі функционалды модульдерді еркін түрде қосып, жоба талаптарына сай автоматтандырылған жүйе құра алады.
Сандық (цифрлық) көлемдегі модуль негізінен өндірістегі қосқыш сигналдарын, мысалы, батырмалар, жақындау қосқыштары және датчиктердің күйін жинау үшін қолданылады; сонымен қатар реле, электромагниттік клапандар және қосқыштар сияқты орындаушы құрылғыларды басқару үшін де қолданылуы мүмкін. Аналогтық модуль негізінен температура, қысым, ағыс жылдамдығы және сұйық деңгейі сияқты үздіксіз өзгеретін өнеркәсіптік сигналдарды өңдеу үшін қолданылады және процестік басқару жүйелерінде кеңінен қолданылады.
Кіріс/шығыс (I/O) модульдерімен қатар, байланыс модульдері де өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерінің маңызды компоненттері болып табылады. Байланыс модулін кеңейту арқылы S7-1500 жиілік өзгерткіштері, өнеркәсіптік роботтар, құрал-саймандар және үшінші жақтың PLC-лерімен деректер алмасуын қамтамасыз ете алады.
Қазіргі таңда өнеркәсіптік объектілерде ең көп таралған байланыс әдістеріне PROFINET, PROFIBUS және Өнеркәсіптік Ethernet кіреді. Олардың ішінде PROFINET жоғары жылдамдықты нақты уақыттағы байланыс қабілеті бар негізгі өнеркәсіптік Ethernet протоколына айналды, ал OPC UA өнеркәсіптік интернет пен ақылды өндіріс жүйелері арасындағы деректермен алмасу үшін кеңінен қолданылады.
Дистрибуцияланған кіріс/шығыс (I/O) – бұл ірі масштабды автоматтандыру жобаларында да жиі қолданылатын шешім. ET200 сериясының алыстағы I/O құрылғылары арқылы жүйе жер бетіндегі сымдарды тиімді түрде азайта алады, сонымен қатар жабдықтың масштабталуы мен жөндеу тиімділігін арттырады.
TIA Portal бағдарламалауы мен конфигурациялауына кіріспе
TIA Portal – бұл Siemens компаниясының толық интеграцияланған автоматтандыру инженерлік платформасы және S7-1500 PLC үшін негізгі дамыту ортасы. Дәстүрлі бағдарламалау бағдарламаларымен салыстырғанда TIA Portal PLC, HMI, жетекшілер мен желі конфигурациясын біріктіріп дамытуды қамтамасыз етеді, бұл инженерлік дамыту тиімділігін әлдеқайда арттырады.
Жобаны дамыту процесінде инженерлер алдымен CPU конфигурациясын, кіріс/шығыс модулінің конфигурациясын және желілік байланыс орнатуларын қоса алғанда, құрылыс конфигурациясын аяқтауы керек. TIA Portal графикалық конфигурациялық интерфейсін ұсынады, ол пайдаланушыларға сүйреп қою арқылы құрылғы конфигурациясын және желілік қосылуларды тез аяқтауға мүмкіндік береді.
Бағдарламалық қамтамасыз ету саласында S7-1500 LAD, FBD және SCL сияқты бірнеше IEC стандартты бағдарламалау тілдерін қолдайды. Олардың ішінде лестницалық диаграммалар дәстүрлі логикалық басқаруға қолайлы, ал құрылымдық мәтін күрделі алгоритмдер мен деректерді өңдеу есептеріне тиімдірек. Пайдаланушылар жобаның сипаттарына қарай қолайлы бағдарламалау әдісін икемді таңдай алады.
Программалау функцияларымен қатар, TIA Portal бағдарламасы қосымша онлайн анықтау және диагностикалау құралдарын да ұсынады. Мысалы, онлайн бақылау, айнымалыларды бақылау, ақауларды диагностикалау және Trace іздеу функциялары инженерлерге жүйе проблемаларын тез анықтауға және шешуге көмектеседі. Ірі масштабты автоматтандыру жобалары үшін бұл мүмкіндіктер жабдықтардың іске қосылуын тиімділігін қатты арттырады және кейінгі техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.
S7-1500-нің өнеркәсіптік саладағы типтік қолданыстары
S7-1500 жоғары өнімділікті басқару мүмкіндіктері мен қуатты байланыс функциялары арқасында әртүрлі өнеркәсіптік салаларда кеңінен қолданылады. Тартпа машиналары саласында S7-1500 жоғары жылдамдықты қозғалыс басқаруын, көп осьті синхрондауды және сервожүйелердің ықпалдастырылған басқаруын қамтамасыз етеді, осылайша жоғары жылдамдықты тартпа жабдықтарының дәлдік пен тиімділік талаптарын қанағаттандырады.
Логистикалық жеткізу жүйесінде S7-1500 таратылған I/O және жиілік өзгерткішті басқару арқылы жеткізу сызығының және жабдықтардың күйін бақылау бойынша блоктау басқаруын іске асырады, бұл барлық жүйенің автоматтандыру деңгейін арттырады. Сумен өңдеу саласында ПЛК әдетте сорап станциясын басқару, сұйық деңгейін бақылау және PID реттеу сияқты функцияларды орындау үшін қажет болады, ал S7-1500-нің тұрақты жұмыс істеу сипаттамасы мен қуатты коммуникациялық мүмкіндігі осындай талаптарды жақсы қанағаттандырады.
Сондай-ақ, қозғалыс басқару саласында S7-1500 қондырғыларды орналастыру басқаруын, синхрондау басқаруын және электрондық кулақты тіректер функцияларын іске асыра алады, сондықтан ол кесу қондырғылары, орама қондырғылары және этикеткалау қондырғылары сияқты жоғары дәлдікті автоматтандырылған қондырғыларда кеңінен қолданылады. Ақылды өндірістің дамуымен бірге, барлық көпшілік кәсіпорындар S7-1500-ді MES жүйелерімен, өнеркәсіптік бұлттық платформалармен және OPC UA байланысымен біріктіріп, қондырғылардың деректерін жинау, қашықтан бақылау және өндірістік деректерді талдау мүмкіндігін қамтамасыз етеді, ол ақылды зауыттарды құруға қолдау көрсетеді.
Қорытынды
Siemens компаниясының жоғары өнімділікті PLC өнімдерінің бірі болып табылатын S7-1500 сериясы қуатты деректерді өңдеу мүмкіндігі мен тұрақты және сенімді басқару қабілетімен қатар, желілік байланыс, қозғалыс басқаруы және ақылды өндіріс саласындағы заманауи өнеркәсіптің әртүрлі талаптарын да қанағаттандырады. Оның модульді құрылымы мен икемді масштабталуы орта және шағын көлемдегі жабдықтардан бастап ірі өлшемді автоматтандырылған өндіріс сызықтарына дейін әртүрлі қолдану сценарийлеріне сай келеді.
Тәжірибелік жобаларда тиімді CPU таңдау мен модульдердің дұрыс конфигурациялануы жүйенің жұмыс істеу тиімділігін арттырып, кейінгі кезеңде жөндеу шығындарын азайтады. TIA Portal инженерлік платформасымен бірге пайдаланушылар бағдарламалық қамтамасыз етудің әрі қарай тиімді әзірленуін, құрылғылардың іске қосылуын және жүйенің диагностикасын қамтамасыз ете алады.
Industry 4.0 және цифрлық зауыттардың үздіксіз дамуымен бірге S7-1500 басқару құрылғысы дәстүрлі PLC-ден ақылды өндіріс жүйелеріндегі негізгі басқару платформасына біртіндеп айналды. Жоғары тиімділік, жоғары сенімділік және ұзақ мерзімді масштабтауға ұмтылатын өнеркәсіптік автоматтандыру жобалары үшін S7-1500 — бұл алдымен қарастырылуға тиісті шешім.